近年來隨著各種能源資源的枯竭,分解水制氫成為解決能源危機(jī)的重要途徑。為了實(shí)現(xiàn)分解水制氫燃料的可持續(xù)生產(chǎn),需要用低成本的高效穩(wěn)定析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）電催化劑替代Pt和IrO2等貴金屬催化劑。對(duì)此,我們?cè)谂菽嚿侠煤?jiǎn)單的電沉積方法制備了雙層結(jié)構(gòu)非貴金屬磷化物、硫化物催化劑,其豐富的界面及表面多孔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用加快了各界面間的電荷傳輸。將制備的電極與太陽能電池片串聯(lián)后,更實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的無輔助太陽能驅(qū)動(dòng)分解水。我們主要開展了如下兩方面的工作:（1）采用簡(jiǎn)單的電沉積方法在泡沫鎳（NF）表面制備了一種高效、穩(wěn)定和雙功能的Ni-Co-S/Ni-Co-P雙層電催化劑。Ni-Co-P/NF界面上的有效接觸以及Ni-Co-S表面的多孔結(jié)構(gòu),使該雙層催化劑在堿性溶液中同時(shí)表現(xiàn)出了優(yōu)異的OER和HER電催化活性。對(duì)于HER,電流密度為-20 mA/cm2時(shí)僅需-0.11 V vs.RHE,對(duì)于OER,電流密度50 mA/cm2時(shí)為1.47 V vs.RHE,明顯優(yōu)于Ni-Co-S或Ni-Co-P單獨(dú)沉積在NF上的電催化活性。更重要的是,其作為全分解水系統(tǒng)的雙功能催化劑時(shí),在1.49 V電... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３?（Ａ）和（Ｃ）是各個(gè)樣品ＨＥＲ和ＯＥＲ線性掃描曲線，（Ｂ）和（Ｄ）是ＮｉＳ／ＮｉＳ２在５００個(gè)循環(huán)??伏安測(cè)試前后的ＨＥＲ和ＯＥＲ線性掃描曲線??

?６０?．??ｉ?…：＝’二：?Ｖ?ｉ?…―‘》＊Ｗ，“．一??Ｊ?叫５＊＾＊４，＊＊，？?／?／?ｊＴ?－?１?ＳＳ?？??￡?ｂｏ?ｔｔ?／?２?乂??５?？?Ｉ?１?ＳＯ?ｙｙＭｗｍｍｙ＊＾??！?４０?．ｘ＊＼?ｉ／／?／?￡?１４５?一??＜３?＾?，４０??１Ｊ?１３?１４?Ｉ?Ｓ?１ｔ?１７?１Ｂ?０４?０?ｆ?０Ｊ?！?０?１２?１?４?１?ｔ?１?尊??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?（Ｖ?ｖｔ．?ＲＨＥ）?ｌｏｇ?ｉ?（ｍＡ?ｃｍ１）??圖１－５?（ａ）和（ｃ）表示樣品在１?Ｍ?ＮａＯＨ中ＨＥＲ和ＯＥＲ線性掃描曲線，（ｂ）和（ｄ）為相應(yīng)的ＨＥＲ??和ＯＥＲ塔菲爾斜率。??Ｚｈａｎｇ等人通過控制反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，成功地研制了?？種新型的雙功能鎳硒??酸鹽（ＮｉＳｅ／ＮｂＳｅ２）負(fù)載的泡沫鎳電極｜２７］。理想的ＮｉＳｅ／Ｎｉ３Ｓｅ２／ＮＦ電極具有高效的電化??學(xué)活性，對(duì)ＨＥＲ和ＯＲＲ具有長(zhǎng)久的穩(wěn)定性，該電極具有獨(dú)特的３Ｄ結(jié)構(gòu)、較大的活??性Ｋ域，并且ＮｉＳｅ和ＮｈＳｅｚ之間具有協(xié)同作用。理論研究表明，通過ＮｉＳｅ與Ｎｉ３Ｓｅ２??之間較強(qiáng)的耦合作用和界面重構(gòu)提供丫優(yōu)異的催化活性。另外，如圖１－５所示，雙功??能電催化劑作為超分解水電催化劑使用時(shí)，在１．６?Ｖ電壓下電流密度為１０?ｍＡ／ｃｍ２，??穩(wěn)定性較好，長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試后，電極表面的形貌變化較校??７??

基于雙層結(jié)構(gòu)非貴金屬催化劑的高效穩(wěn)定太陽能分解水研宄?第一章??過１．８?Ｖ的電壓ｔ３１］，為了解決這一問題，研究人員研宄出一種光伏組件（ＰＶ）?／電解槽??（ＥＺ）串聯(lián)電池來滿足無輔助光解水的光電壓要求。??■?Ｈｈ??熱?ＯＥＲ?ＨＥＲ??ｌｌｌｌ??圖１－７?ＰＶ／ＥＺ串聯(lián)電池示意圖??如圖１－７所示，ＰＶ／ＥＺ串聯(lián)電池包含光吸收組件（ＰＶ）和電解槽組件（ＥＺ）兩個(gè)??組件。在該系統(tǒng)中，ＰＶ與ＥＺ性能的耦合決定了整體分解水的性能。ＰＶ／ＥＺ電池的效??率由ＰＶ的效率和析氫反應(yīng)（ＨＥＲ）和析氧反應(yīng)（ＯＥＲ）的過電勢(shì)決定。串聯(lián)光伏電??池可以提供大于１．２３?Ｖ的電勢(shì)，然而，光伏電池的串聯(lián)電阻導(dǎo)致填充因子的降低，這??直接關(guān)系到無輔助太陽能驅(qū)動(dòng)光解水的效率｜３２｜：??Ｔ１ＳＴＨ?＝?１?．２３?Ｖ?Ｘ?ｊｏｐ?／?Ｐｓｕｎ??其中ｊｏｐ是電流密度，Ｉ＼ｕｎ是單位面積上的光照強(qiáng)度。??１．３．２無輔助太陽能驅(qū)動(dòng)分解水研宄進(jìn)展??１５｜????????????????１???（ａ）?ＰＶ?ｍａｘｉｍｕｍ?１２?■?１４．８??ｐｏｗｅｒ?ｐｏｉｎｔ?１?＊?＊?一?１??－￣１?＂Ｔｐ／?￣?＇〇?？??１?＼?｜８，?＿９８１??ｆ?ｆ６．?－７，１??卜?Ｉ?－！??＂?／?２．?．２．５?Ｉ??°０?０．５?１?１．５?２?２．５?°０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?［Ｖ］?Ｔｉｍｅ?［ｈｉ??圖１－８?（ａ）?ＳＨＪ模塊與ＰＥＭ電解單元集成的伏安特性曲線，展示了高效太陽能制氫光伏組件??和分解水組件的優(yōu)化配置。（

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3338096